单仁亮白 瑶 黄鹏程 宋永威 郭 祥

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083)

三向受力条件下淡水冰破坏准则研究1)

单仁亮2)白 瑶 黄鹏程 宋永威 郭 祥

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083)

为了更清楚地认识含冰冻结壁力学特性、解决复杂冰岩耦合问题以及给冰工程设计和数值仿真分析提供参数，有必要对冰在三向受力条件下的力学特性进行深入研究.以内蒙古自治区东胜煤田石拉乌素矿立井井筒建设为背景，参考现场水文地质资料在室内制作相似冰样，利用TDW-200低温冻土试验机，进行了4组温度和7组围压的人工淡水柱状冰三轴压缩强度试验，加载速率为0.5mm/min，加载方向垂直于冰的晶轴方向.结果表明：在恒定温度条件下，柱状冰随围压增大塑性增强，而恒定围压条件下，柱状冰随温度降低脆性增强；在试验温度范围内，淡水柱状冰和多晶冰强度均随围压、温度升高而增大，但同条件下柱状冰强度高于多晶冰；采用D-A模型、Teardrop模型解释了高压下偏应力与围压之间的非线性关系，从不同角度对拟合得到的破坏准则综合考虑，认为D-A准则更适合用于描述淡水冰的破坏特征.研究结果可为后期同条件冰--岩耦合、数值模拟研究提供参考.

冻结岩壁,淡水冰,三轴压缩,强度,破坏准则

引言

我国西北地区鄂尔多斯盆地一带的煤炭储备丰富，约占全国煤炭资源总预测量的34%[1].但该地区地质条件复杂，区域地层由薄表土层和下覆……